溶銑の脱りん方法
【課題】ＣａＦ2含有物質を使用することなく、上底吹き転炉型精錬容器において、広範なＳｉ濃度の溶銑について、脱珪処理を行うと同時に高効率で脱りん処理を行うことが可能な溶銑の脱りん方法を提供する。
【解決手段】上底吹き転炉型精錬容器においてＣａＦ2含有物質を使用せずにCaO含有粉体をランスから酸素含有ガスとともに上吹きして溶銑に対して脱りん処理する、溶銑の脱りん方法において、前記溶銑のSi濃度が0.3質量％以上であり、前記CaO含有粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度と前記酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量の比を下記式で示す範囲内に調整する。0.56＋0.5×[Si]＜CaO/O＜0.56＋1.5×[Si]。（CaO: CaO含有物質粉体中の純CaOとしての上吹き速度(kg/min)、O:酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量(kg/min)、[Si]:処理前溶銑のSi濃度(質量%)）
【解決手段】上底吹き転炉型精錬容器においてＣａＦ2含有物質を使用せずにCaO含有粉体をランスから酸素含有ガスとともに上吹きして溶銑に対して脱りん処理する、溶銑の脱りん方法において、前記溶銑のSi濃度が0.3質量％以上であり、前記CaO含有粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度と前記酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量の比を下記式で示す範囲内に調整する。0.56＋0.5×[Si]＜CaO/O＜0.56＋1.5×[Si]。（CaO: CaO含有物質粉体中の純CaOとしての上吹き速度(kg/min)、O:酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量(kg/min)、[Si]:処理前溶銑のSi濃度(質量%)）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上底吹き転炉型精錬容器において行う溶銑の脱りん方法に関する
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼材に対する品質要求が高度化し、低りん鋼に対する需要が増加している。現在、溶銑の脱りん処理は、熱力学的に脱りんに有利な溶銑段階の低温条件において処理する方法によって、広く一般に行われている。
【０００３】
溶銑脱りん装置としては上底吹き転炉型精錬容器が適している。それは、脱りんに必要な酸化剤として、固体酸化剤に比べて熱ロスの少ない気体酸素を、上吹きランスから高速で溶銑に吹き付けることが可能なためである。
【０００４】
溶銑脱りんは溶銑段階の低温条件において行われるため、脱りん剤として使用されるＣａＯの滓化を促進させることが重要である。ＣａＯの滓化には蛍石（ＣａＦ2）の使用が効果的である。しかし、蛍石を使用した場合にはＣａＯの滓化により発生したスラグがフッ素（Ｆ）を含有するためスラグの再利用先が大幅に制限されるなどの弊害が大きい。
【０００５】
そのため、蛍石を用いないＣａＯ滓化促進方法が開発されてきた。その方法としては、例えば、上吹きランスからＣａＯ粉を気体酸素と共に溶銑に吹き付けることでＣａＯの滓化を促進する方法が挙げられる。この方法においては、ＣａＯ粉の添加速度が、脱りん効率を左右する重要な操業因子であり、従来から脱りんに好適とされる添加速度が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１では、ＣａＯ粉の添加速度は、処理前のＳｉ濃度とＰ濃度によって規定されている。しかしながら、脱りん反応は、ＣａＯ等の脱りん剤だけでは進行せず、酸素ガスなどの酸化剤も存在して初めて進行する反応である。そのため、ＣａＯの添加速度だけでなく、酸素ガスなどの酸化剤の添加速度も考慮に入れなければならない。したがって、特許文献１で規定されたとおりに脱りん処理をおこなっても、酸素ガスの吹き付け速度によっては、低い脱りん率しか得られない場合がある。
【０００７】
溶銑に吹き付けるＣａＯ源と酸素源の混合比率については、特許文献２においてフラックスを構成する生石灰の重量と酸化鉄および／または酸素ガスの酸素換算重量の和の比であるＣａＯ／Ｏとして記載され、特許文献３において気体酸素とＣａＯの供給速度の比として記載されている。
【０００８】
特許文献２または３に記載の発明では、これらの混合比率で酸素源とＣａＯ源を溶銑に吹き付けることにより、同時同場所に酸化剤と脱りん剤が添加され、かつ、脱りん剤が酸化鉄により滓化されるため、高い脱りん率を得られることが記載されている。ただし、この脱りん剤が添加される時、必ずしも脱りん反応だけが進行するのではなく、脱炭反応や脱珪反応等も併せて進行する場合がある。
【０００９】
特に、脱珪反応は脱りん反応を阻害する反応である。また、脱珪反応と脱りん反応は、ともに高塩基度かつ高酸化性のスラグによって進行しやすく、このうち脱珪反応の方が脱りん反応よりも熱力学的に進行しやすい。
【００１０】
そのため、特許文献２や特許文献３に記載されているＣａＯ源と酸素源の吹き付け方法では、溶銑中Ｓｉ濃度が高い場合には、脱珪反応が脱りん反応よりも優先され、脱珪反応が終了するまで脱りん反応が進みにくいという問題点があった。
【００１１】
また、これまでは、溶銑の脱りん処理は、脱珪処理を行った後に行う方が良いと一般的に考えられてきた。脱珪処理を行った溶銑に対して脱りん処理を行う脱りん方法は、例えば、特許文献４や特許文献５に記載されている。
【００１２】
しかし、溶銑に脱珪処理を行った後に脱りん処理をすることとすると、溶銑から溶鋼への精錬工程におけるプロセス数が増えて製造コストが増加する問題が生じる。製造コストの増加を抑制するには、１プロセスで脱珪処理と脱りん処理を行うことが望まれる。
【００１３】
ただし、１プロセスで脱珪処理と脱りん処理を行う方法であっても、脱珪反応を終えてから脱りん反応を開始させるのでは、長い処理時間を要したり、溶銑中のＣ濃度が低下したりしてしまうため、脱炭精錬時の熱裕度が低下するという欠点がある。
【００１４】
そのため、溶銑の脱りん処理においては、事前に脱珪処理を経なくとも高効率の脱りん処理が可能であること、具体的には１プロセスで脱珪と脱りんを同時に高効率で進行させることが可能なプロセスが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−１２６７８４号公報
【特許文献２】特開２０００−１４４２２６号公報
【特許文献３】特開２００４−８３９８９号公報
【特許文献４】特開平１１−３２３４１９号公報
【特許文献５】特開２０００−７３１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述のように、上底吹き転炉型精錬容器では、ＣａＦ2含有物質を用いない場合には、Ｓｉ濃度の高い溶銑について、少ないプロセス数で、かつ高効率で脱りんを行うことが困難であるという問題があった。
【００１７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、上底吹き転炉型精錬容器において、ＣａＦ2含有物質を用いず、広範なＳｉ濃度の溶銑について、脱珪処理を行うと同時に高効率で脱りん処理を行うことが可能な溶銑の脱りん方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
以下、本発明の完成に至るまでの経緯について説明する。
【００１９】
本明細書では、上底吹き転炉型精錬容器において、メインランスからＣａＯ含有粉体と酸素含有ガスを溶銑に吹き付ける、溶銑１トン当たりのＣａＯ含有粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度（ｋｇ／ｍｉｎ）と、溶銑１トン当たりの酸素含有ガス中の純酸素としての質量流量（ｋｇ／ｍｉｎ）の比を、「ＣａＯ／Ｏ比」ともいう。
【００２０】
また、「ＣａＯ含有粉体」とは、ＣａＯを９０質量％以上含有し、粒径が１ｍｍ以下の物質を意味する。「酸素含有ガス」とは、酸素（Ｏ2）を８０質量％以上含有し、残部がＡｒ、Ｎ2、ＣＯ2等の、常温では酸素と不活性なガス成分からなるガスを意味する。
【００２１】
ＣａＯ含有粉体を気体酸素と同時に溶銑に吹き付ける脱りん方法においては、それらが吹き付けられた溶銑表面の部分である火点において、鉄と気体酸素が反応して溶融ＦｅＯが生成する。同時に吹き込まれたＣａＯ含有粉体は、生成した溶融ＦｅＯと混合され、火点において溶融ＣａＯ−ＦｅＯスラグが生成し、脱りん反応が速やかに進行する。
【００２２】
これまでは、脱珪反応が完了した後で、脱りん反応を進行させればよいと考えられてきた。そのため、脱りん反応が進行している期間中に、脱りん反応のみに必要な溶融ＣａＯ−ＦｅＯスラグを火点に生成させるように脱りん処理が行われており、溶銑中のＳｉ濃度に応じてＣａＯ／Ｏ比を制御することは行われていなかった。この場合には、脱珪処理を行った後に、火点において、脱りん処理に最適な溶融ＣａＯ−ＦｅＯスラグを生成させるには、ＣａＯ／Ｏ比を所定の適切な範囲とすることが重要であるとされていた。
【００２３】
ＣａＯ／Ｏ比が適切な範囲を超えて大きい場合には、溶融ＦｅＯに対してＣａＯ含有粉体の割合が多くなり過ぎてＣａＯ含有粉体の滓化が悪化する弊害があり、ＣａＯ／Ｏ比が適切な範囲を超えて小さい場合には、生成した溶融ＣａＯ−ＦｅＯスラグ中のＣａＯ濃度が低位であり、脱りん反応が進行しない弊害がある。
【００２４】
本発明者らは、ＣａＯ／Ｏ比を溶銑中のＳｉ濃度に応じて適切な範囲に制御することによって、脱珪反応を進行させつつ、同時に脱りん反応を進行させることが可能になるのではとの推測のもと、鋭意研究を進めた。そして、試行錯誤により、溶銑中のＳｉ濃度に応じてＣａＯ含有粉体の上吹き速度と気体酸素流量の比（ＣａＯ／Ｏ比）を制御して、メインランスからＣａＯ含有粉体と気体酸素を溶銑に吹き付けることによって、上底吹き転炉型精錬容器を用いて、溶銑中のＳｉ濃度が高い場合においても脱珪反応と同時に高効率で脱りん反応が進行するように脱りん処理を行えることを見出した。
【００２５】
本発明者らは、さらに、上底吹き転炉型精錬容器を用いて、溶銑中Ｓｉ濃度に対して、脱りん処理に最適なＣａＯ／Ｏ比を調査するため、以下の実験を行った。
【００２６】
成分組成が、Ｃ：４．６〜４．８質量％、Ｓｉ：０．３０〜０．８１質量％、Ｐ：０．０９〜０．１１質量％、Ｍｎ：０．２〜０．３質量％、Ｓ：０．０２〜０．０３質量％であり、温度が１３３０〜１３８０℃の溶銑を、上底吹き転炉型精錬容器に装入し、スケールと塊生石灰を所定量添加した後、ランスを用いてＣａＯ含有粉体と気体酸素として純酸素を上吹きして、脱りん処理を行った。上吹きする純酸素とＣａＯ含有粉体のＣａＯ／Ｏ比は、０．５５〜２．１０とし、脱りん処理中はＣａＯ／Ｏ比を一定に保持した。
【００２７】
図１は、脱りん処理開始前の溶銑中のＳｉ濃度とＣａＯ／Ｏ比が、脱りん率に及ぼす影響を示すグラフである。図１のグラフは、横軸を溶銑中のＳｉ濃度、縦軸をＣａＯ／Ｏ比とし、脱りん率９３％以上の結果と９３％未満の結果とを別にプロットした。
【００２８】
図１のグラフからわかるように、ＣａＯ／Ｏ比が２本の直線に挟まれた所定の範囲内にある場合において脱りん率が９３％以上であり、この所定の範囲外では脱りん率は９３％未満であった。そして、脱りん率が９３％以上となるＣａＯ／Ｏ比の範囲は溶銑中のＳｉ濃度によって変化し、溶銑中のＳｉ濃度が高いほど脱りん率が９３％以上となるＣａＯ／Ｏ比の範囲は広くなった。次に、この理由を説明する。
【００２９】
溶銑中のＳｉ濃度が０．０５質量％程度と、非常に低い場合には、火点において脱珪反応するＳｉの量が少なく、火点において生成するＳｉＯ2の量も少ない。しかし、溶銑中のＳｉ濃度が高くなると、火点において脱珪反応するＳｉの量が多くなり、火点において生成するＳｉＯ2の量も多くなる。
【００３０】
ＳｉＯ2は酸性酸化物であり、ＣａＯは塩基性酸化物であるため、これらは互いの反応親和力が強く、互いに溶け合いやすい。ただし、ＳｉＯ2を珪石として添加した場合には、珪石の融点が１６００℃以上であることから、生石灰などのＣａＯ含有物質との相互溶解速度が小さい。
【００３１】
一方、火点において生成したＳｉＯ2は、Ｓｉが酸化された際に発生する酸化熱によって、滓化した状態となっており、生石灰などのＣａＯ含有物質の溶解を促進させることができる。
【００３２】
そのため、溶銑中のＳｉ濃度が高いことにより、火点において生成するＳｉＯ2の量が多くなれば、それにともなって、火点に吹き付けられたＣａＯ含有粉体を滓化できる量も多くなる。
【００３３】
ただし、ＣａＯ含有粉体の吹き付け速度（単位時間当たりの吹き付け質量）を大きくして、ＣａＯ／Ｏ比を増加させすぎると、火点におけるＣａＯ含有粉体の滓化が追いつかなくなり、吹き付けたＣａＯ含有粉体を全て滓化することができなくなる。
【００３４】
以上のように、ランスを用いてＣａＯ含有粉体と気体酸素として純酸素を上吹きを行った場合には、火点において、最初にＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2溶融スラグが生成する。
【００３５】
ＣａＯ／Ｏ比が小さすぎる場合には、ＣａＯ含有粉体の吹き付け速度に対するＳｉＯ2の生成量が多くなるため、溶融スラグ中のＣａＯとＳｉＯ2の濃度比で表される溶融スラグの塩基度が低位となる。
【００３６】
溶融スラグの塩基度が低いと、脱りん反応に不利となり、すなわち脱りん反応が進行しにくくなり、火点における溶融スラグによる脱りん反応促進効果が小さくなる。そのため、火点において溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグによって脱りん反応を促進させるには、脱りん反応に適した塩基度の溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグを生成させることが重要である。
【００３７】
以上のことから、図１のグラフに示すように、溶銑中のＳｉ濃度に応じてＣａＯ／Ｏ比を最適な範囲に制御することにより、火点において脱りん処理に最適な溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグを生成できるため、高い脱りん率を得ることができる。
【００３８】
この脱りん反応に最適なＣａＯ／Ｏ比の範囲は、溶銑中のＳｉ濃度（［Ｓｉ］（質量％））を用いた以下の式で規定することができる。
０．５６＋０．５×［Ｓｉ］＜ＣａＯ／Ｏ＜０．５６＋１．５×［Ｓｉ］
【００３９】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたものであり、その要旨は下記（１）および（２）に示す溶銑の脱りん方法にある。
【００４０】
（１）上底吹き転炉型精錬容器においてＣａＦ2含有物質を使用せずにＣａＯ含有粉体をランスから酸素含有ガスとともに上吹きして溶銑に対して脱りん処理する、溶銑の脱りん方法において、前記溶銑のＳｉ濃度が０．３質量％以上であり、前記ＣａＯ含有粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度と前記酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量の比を下記式で示す範囲内に調整することを特徴とする、溶銑の脱りん方法。
０．５６＋０．５×［Ｓｉ］＜ＣａＯ／Ｏ＜０．５６＋１．５×［Ｓｉ］
ここで、上式中の各記号は下記の諸量を意味する。
ＣａＯ：溶銑１トンあたりの、ＣａＯ含有物質粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度（ｋｇ／ｍｉｎ）
Ｏ：溶銑１トンあたりの、酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量（ｋｇ／ｍｉｎ）
［Ｓｉ］：処理前溶銑のＳｉ濃度（質量％）
【００４１】
（２）脱りん吹錬前または脱りん吹錬開始時にＡｌ2Ｏ3含有物質を添加し、脱りん吹錬処理後のスラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度を２．０質量％以上１０．０質量％未満とすることを特徴とする、前記（１）に記載の溶銑の脱りん方法。
【発明の効果】
【００４２】
従来の上底吹き転炉型精錬容器における溶銑の脱りん方法では、溶銑中のＳｉ濃度が高い場合には、高い脱りん率が得られなかった。
【００４３】
しかし、本発明の溶銑の脱りん方法によれば、溶銑中のＳｉ濃度に応じてＣａＯ／Ｏ比を最適な範囲に制御することにより、火点において脱りん処理に最適な溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグを生成できる。そのため、広範なＳｉ濃度の溶銑に対しても、ＣａＦ2含有物質を使用することなく、１回の処理工程で高い脱りん率を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】脱りん処理開始前の溶銑中のＳｉ濃度とＣａＯ／Ｏ比が、脱りん率に及ぼす影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明の溶銑の脱りん方法は、上底吹き転炉型精錬容器においてＣａＦ2含有物質を使用せずにＣａＯ含有粉体をランスから酸素含有ガスとともに上吹きして溶銑に対して脱りん処理する、溶銑の脱りん方法において、前記溶銑のＳｉ濃度が０．３質量％以上であり、前記ＣａＯ含有粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度と前記酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量の比を上記式で示す範囲内に調整することを特徴とする、溶銑の脱りん方法である。本発明の溶銑の脱りん方法によれば、広範なＳｉ濃度の溶銑に対しても、ＣａＦ2含有物質を使用することなく、１回の処理工程で高い脱りん率を安定して得ることができる。
【００４６】
以下、本発明の溶銑の脱りん方法について説明する。溶銑中のＳｉ濃度に応じた、脱りん処理に最適なＣａＯ／Ｏ比の範囲については上述のとおりである。
【００４７】
１．Ｓｉ濃度が０．３質量％以上の溶銑に対して脱りん処理することについて
本発明の溶銑の脱りん方法では、ＣａＯ含有粉体と酸素含有ガスとが吹き付けられた溶銑表面の部分である火点において生成する溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグによって、脱りん反応を促進する。
【００４８】
そのため、Ｓｉ濃度が特に０．３質量％以上の溶銑に対して、本発明の溶銑の脱りん方法を適用することによって、火点における溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグの生成が活発となり、これを積極的に活用することで脱りん率を向上させることができる。
【００４９】
２．脱りん処理後のスラグの塩基度について
脱りん処理後のスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）は、２．０〜３．０程度が望ましい。溶銑の脱りん反応において、脱りん処理後のスラグの塩基度が高いほど、スラグの脱りん能が高くなる。
【００５０】
しかし、脱りん処理後のスラグの塩基度が３．０以上になると、脱りん処理に要するＣａＯ原単位が急増する。また、脱りん処理後のスラグの塩基度が２．０以下の場合には、スラグの脱りん能が低いために、脱りん吹錬後のリンス中に復りん反応が活発に生じてしまう。
【００５１】
以上の理由から、脱りん処理後のスラグの塩基度は２．０〜３．０程度が望ましい。
【００５２】
３．脱りん処理後のスラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度について
本発明の溶銑の脱りん方法によれば、特に火点における脱りん速度を向上させることができる。この方法において、溶銑の浴面上を覆っているスラグによる脱りん効率を向上させれば、さらに脱りん率を向上させることが可能である。
【００５３】
スラグによる脱りん効率を向上させるには、Ａｌ2Ｏ3含有物質を脱りん処理前、または脱りん処理開始時に溶銑の浴面上を覆っているスラグ中に添加し、脱りん処理後にスラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度を２．０質量％以上１０．０質量％未満とすればよい。ここで、Ａｌ2Ｏ3含有物質とは、Ａｌ2Ｏ3を５質量％以上含有する物質を意味する。
【００５４】
このようにＡｌ2Ｏ3含有物質を添加することにより、溶銑の浴面上に存在するスラグの滓化性が向上し、脱りん反応も活性化される。
【００５５】
スラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度が２質量％未満の場合には、浴面上のスラグの滓化性向上効果は乏しく、Ａｌ2Ｏ3含有物質の添加の効果は得られない。
【００５６】
一方、スラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度が１０質量％以上の場合には、Ａｌ2Ｏ3の添加によりスラグ中のＣａＯ濃度が低下するため、スラグの脱りん能が低下する。そのため、脱りん吹錬後のリンス中に復りん反応が活発に生じてしまう。
【００５７】
以上の理由から、Ａｌ2Ｏ3含有物質を脱りん処理前、または脱りん処理開始時に溶銑の浴面上を覆っているスラグ中に添加する場合の、脱りん処理後のスラグ中のＡｌ2Ｏ3の濃度は２．０質量％以上１０．０質量％未満が望ましい。
【実施例】
【００５８】
本発明の溶銑の脱りん方法の効果を確認するため、下記の脱りん処理試験を行うとともに、溶銑の脱りん率の評価を行った。
【００５９】
１．試験条件
成分組成がＣ：約４．５質量％、Ｓｉ：約０．３２〜０．８０質量％、Ｐ：約０．１０％であり、温度が１３２０℃である溶銑２トンを上底吹き転炉に装入し、その後、上吹きランスから純酸素と生石灰粉を共に溶銑に吹き付けた。
【００６０】
生石灰粉は、ＣａＯ濃度が約９７質量％のものを用いた。生石灰粉の粒径は１ｍｍ以下であった。上吹きランスから吹き付ける純酸素の流量（溶銑１トンあたりの送酸速度）は、脱りん処理中は２．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲で一定とした。上吹きランスから吹き付ける純酸素と生石灰粉のＣａＯ／Ｏ比も、脱りん処理中は０．７２〜１．７８の範囲で一定とした。脱りん処理時間は、４．５〜１２分の範囲とした。
【００６１】
表１には試験番号１〜１７の試験について、脱りん処理前の溶銑のＳｉ濃度およびＰ濃度、溶銑１トンあたりの送酸速度、ＣａＯ／Ｏ比、溶銑１トンあたりの造塊スラグの添加量、ならびに脱りん処理時間を示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
試験番号１〜１１は本発明例であり、試験番号１２〜１７は比較例である。比較例は、脱りん処理前の溶銑中のＳｉ濃度に対するＣａＯ／Ｏ比が、本発明で規定する範囲を満たさなかった。
【００６４】
また、本発明例の一部の試験（試験番号７〜１１）では、上吹きランスから純酸素と生石灰粉を共に溶銑に吹き付ける前に、転炉内の溶銑上に、造塊スラグとしてＡｌ2Ｏ3含有物質を添加した。Ａｌ2Ｏ3含有物質としては、Ａｌ2Ｏ3を１７質量％、ＣａＯを４４質量％、ＳｉＯ2を９質量％含有する造塊スラグを用いた。
【００６５】
２．試験結果
表１に、試験条件と併せて、試験結果として脱りん処理後のスラグの塩基度（ＣａＯ質量％／ＳｉＯ2質量％）およびＡｌ2Ｏ3濃度、脱りん処理後の溶銑のＰ濃度、ならびに脱りん率を示した。脱りん率は、脱りん処理前の溶銑のＰ濃度をＡ、脱りん処理後のＰ濃度をＢとして、（１−Ｂ／Ａ）×１００として算出した。
【００６６】
本発明例では、いずれの試験においても安定して９３％以上の脱りん率を得ることができた。さらに本発明例のうち、造塊スラグを用いて、脱りん処理後のスラグ中のＡｌ2Ｏ3を２質量％以上１０質量％未満とした場合（試験番号７〜１０）には、安定して９５％以上の脱りん率を得ることができた。
【００６７】
一方、比較例では、脱りん処理前の溶銑中のＳｉ濃度に対するＣａＯ／Ｏ比が、本発明で規定する範囲を満たさなかったため、いずれの試験においても９３％以上の脱りん率を得ることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の溶銑の脱りん方法によれば、溶銑中のＳｉ濃度に応じてＣａＯ／Ｏ比を最適な範囲に制御することにより、火点において脱りん処理に最適な溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグを生成できるため、広範なＳｉ濃度の溶銑に対しても、ＣａＦ2含有物質を使用することなく、１回の処理工程で高い脱りん率を安定して得ることができる。
【００６９】
したがって、本発明の溶銑の脱りん方法は、ＣａＦ2含有物質を使用しない脱りん方法として広範に適用できる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上底吹き転炉型精錬容器において行う溶銑の脱りん方法に関する
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼材に対する品質要求が高度化し、低りん鋼に対する需要が増加している。現在、溶銑の脱りん処理は、熱力学的に脱りんに有利な溶銑段階の低温条件において処理する方法によって、広く一般に行われている。
【０００３】
溶銑脱りん装置としては上底吹き転炉型精錬容器が適している。それは、脱りんに必要な酸化剤として、固体酸化剤に比べて熱ロスの少ない気体酸素を、上吹きランスから高速で溶銑に吹き付けることが可能なためである。
【０００４】
溶銑脱りんは溶銑段階の低温条件において行われるため、脱りん剤として使用されるＣａＯの滓化を促進させることが重要である。ＣａＯの滓化には蛍石（ＣａＦ2）の使用が効果的である。しかし、蛍石を使用した場合にはＣａＯの滓化により発生したスラグがフッ素（Ｆ）を含有するためスラグの再利用先が大幅に制限されるなどの弊害が大きい。
【０００５】
そのため、蛍石を用いないＣａＯ滓化促進方法が開発されてきた。その方法としては、例えば、上吹きランスからＣａＯ粉を気体酸素と共に溶銑に吹き付けることでＣａＯの滓化を促進する方法が挙げられる。この方法においては、ＣａＯ粉の添加速度が、脱りん効率を左右する重要な操業因子であり、従来から脱りんに好適とされる添加速度が提案されている。
【０００６】
例えば、特許文献１では、ＣａＯ粉の添加速度は、処理前のＳｉ濃度とＰ濃度によって規定されている。しかしながら、脱りん反応は、ＣａＯ等の脱りん剤だけでは進行せず、酸素ガスなどの酸化剤も存在して初めて進行する反応である。そのため、ＣａＯの添加速度だけでなく、酸素ガスなどの酸化剤の添加速度も考慮に入れなければならない。したがって、特許文献１で規定されたとおりに脱りん処理をおこなっても、酸素ガスの吹き付け速度によっては、低い脱りん率しか得られない場合がある。
【０００７】
溶銑に吹き付けるＣａＯ源と酸素源の混合比率については、特許文献２においてフラックスを構成する生石灰の重量と酸化鉄および／または酸素ガスの酸素換算重量の和の比であるＣａＯ／Ｏとして記載され、特許文献３において気体酸素とＣａＯの供給速度の比として記載されている。
【０００８】
特許文献２または３に記載の発明では、これらの混合比率で酸素源とＣａＯ源を溶銑に吹き付けることにより、同時同場所に酸化剤と脱りん剤が添加され、かつ、脱りん剤が酸化鉄により滓化されるため、高い脱りん率を得られることが記載されている。ただし、この脱りん剤が添加される時、必ずしも脱りん反応だけが進行するのではなく、脱炭反応や脱珪反応等も併せて進行する場合がある。
【０００９】
特に、脱珪反応は脱りん反応を阻害する反応である。また、脱珪反応と脱りん反応は、ともに高塩基度かつ高酸化性のスラグによって進行しやすく、このうち脱珪反応の方が脱りん反応よりも熱力学的に進行しやすい。
【００１０】
そのため、特許文献２や特許文献３に記載されているＣａＯ源と酸素源の吹き付け方法では、溶銑中Ｓｉ濃度が高い場合には、脱珪反応が脱りん反応よりも優先され、脱珪反応が終了するまで脱りん反応が進みにくいという問題点があった。
【００１１】
また、これまでは、溶銑の脱りん処理は、脱珪処理を行った後に行う方が良いと一般的に考えられてきた。脱珪処理を行った溶銑に対して脱りん処理を行う脱りん方法は、例えば、特許文献４や特許文献５に記載されている。
【００１２】
しかし、溶銑に脱珪処理を行った後に脱りん処理をすることとすると、溶銑から溶鋼への精錬工程におけるプロセス数が増えて製造コストが増加する問題が生じる。製造コストの増加を抑制するには、１プロセスで脱珪処理と脱りん処理を行うことが望まれる。
【００１３】
ただし、１プロセスで脱珪処理と脱りん処理を行う方法であっても、脱珪反応を終えてから脱りん反応を開始させるのでは、長い処理時間を要したり、溶銑中のＣ濃度が低下したりしてしまうため、脱炭精錬時の熱裕度が低下するという欠点がある。
【００１４】
そのため、溶銑の脱りん処理においては、事前に脱珪処理を経なくとも高効率の脱りん処理が可能であること、具体的には１プロセスで脱珪と脱りんを同時に高効率で進行させることが可能なプロセスが求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−１２６７８４号公報
【特許文献２】特開２０００−１４４２２６号公報
【特許文献３】特開２００４−８３９８９号公報
【特許文献４】特開平１１−３２３４１９号公報
【特許文献５】特開２０００−７３１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上述のように、上底吹き転炉型精錬容器では、ＣａＦ2含有物質を用いない場合には、Ｓｉ濃度の高い溶銑について、少ないプロセス数で、かつ高効率で脱りんを行うことが困難であるという問題があった。
【００１７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、上底吹き転炉型精錬容器において、ＣａＦ2含有物質を用いず、広範なＳｉ濃度の溶銑について、脱珪処理を行うと同時に高効率で脱りん処理を行うことが可能な溶銑の脱りん方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
以下、本発明の完成に至るまでの経緯について説明する。
【００１９】
本明細書では、上底吹き転炉型精錬容器において、メインランスからＣａＯ含有粉体と酸素含有ガスを溶銑に吹き付ける、溶銑１トン当たりのＣａＯ含有粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度（ｋｇ／ｍｉｎ）と、溶銑１トン当たりの酸素含有ガス中の純酸素としての質量流量（ｋｇ／ｍｉｎ）の比を、「ＣａＯ／Ｏ比」ともいう。
【００２０】
また、「ＣａＯ含有粉体」とは、ＣａＯを９０質量％以上含有し、粒径が１ｍｍ以下の物質を意味する。「酸素含有ガス」とは、酸素（Ｏ2）を８０質量％以上含有し、残部がＡｒ、Ｎ2、ＣＯ2等の、常温では酸素と不活性なガス成分からなるガスを意味する。
【００２１】
ＣａＯ含有粉体を気体酸素と同時に溶銑に吹き付ける脱りん方法においては、それらが吹き付けられた溶銑表面の部分である火点において、鉄と気体酸素が反応して溶融ＦｅＯが生成する。同時に吹き込まれたＣａＯ含有粉体は、生成した溶融ＦｅＯと混合され、火点において溶融ＣａＯ−ＦｅＯスラグが生成し、脱りん反応が速やかに進行する。
【００２２】
これまでは、脱珪反応が完了した後で、脱りん反応を進行させればよいと考えられてきた。そのため、脱りん反応が進行している期間中に、脱りん反応のみに必要な溶融ＣａＯ−ＦｅＯスラグを火点に生成させるように脱りん処理が行われており、溶銑中のＳｉ濃度に応じてＣａＯ／Ｏ比を制御することは行われていなかった。この場合には、脱珪処理を行った後に、火点において、脱りん処理に最適な溶融ＣａＯ−ＦｅＯスラグを生成させるには、ＣａＯ／Ｏ比を所定の適切な範囲とすることが重要であるとされていた。
【００２３】
ＣａＯ／Ｏ比が適切な範囲を超えて大きい場合には、溶融ＦｅＯに対してＣａＯ含有粉体の割合が多くなり過ぎてＣａＯ含有粉体の滓化が悪化する弊害があり、ＣａＯ／Ｏ比が適切な範囲を超えて小さい場合には、生成した溶融ＣａＯ−ＦｅＯスラグ中のＣａＯ濃度が低位であり、脱りん反応が進行しない弊害がある。
【００２４】
本発明者らは、ＣａＯ／Ｏ比を溶銑中のＳｉ濃度に応じて適切な範囲に制御することによって、脱珪反応を進行させつつ、同時に脱りん反応を進行させることが可能になるのではとの推測のもと、鋭意研究を進めた。そして、試行錯誤により、溶銑中のＳｉ濃度に応じてＣａＯ含有粉体の上吹き速度と気体酸素流量の比（ＣａＯ／Ｏ比）を制御して、メインランスからＣａＯ含有粉体と気体酸素を溶銑に吹き付けることによって、上底吹き転炉型精錬容器を用いて、溶銑中のＳｉ濃度が高い場合においても脱珪反応と同時に高効率で脱りん反応が進行するように脱りん処理を行えることを見出した。
【００２５】
本発明者らは、さらに、上底吹き転炉型精錬容器を用いて、溶銑中Ｓｉ濃度に対して、脱りん処理に最適なＣａＯ／Ｏ比を調査するため、以下の実験を行った。
【００２６】
成分組成が、Ｃ：４．６〜４．８質量％、Ｓｉ：０．３０〜０．８１質量％、Ｐ：０．０９〜０．１１質量％、Ｍｎ：０．２〜０．３質量％、Ｓ：０．０２〜０．０３質量％であり、温度が１３３０〜１３８０℃の溶銑を、上底吹き転炉型精錬容器に装入し、スケールと塊生石灰を所定量添加した後、ランスを用いてＣａＯ含有粉体と気体酸素として純酸素を上吹きして、脱りん処理を行った。上吹きする純酸素とＣａＯ含有粉体のＣａＯ／Ｏ比は、０．５５〜２．１０とし、脱りん処理中はＣａＯ／Ｏ比を一定に保持した。
【００２７】
図１は、脱りん処理開始前の溶銑中のＳｉ濃度とＣａＯ／Ｏ比が、脱りん率に及ぼす影響を示すグラフである。図１のグラフは、横軸を溶銑中のＳｉ濃度、縦軸をＣａＯ／Ｏ比とし、脱りん率９３％以上の結果と９３％未満の結果とを別にプロットした。
【００２８】
図１のグラフからわかるように、ＣａＯ／Ｏ比が２本の直線に挟まれた所定の範囲内にある場合において脱りん率が９３％以上であり、この所定の範囲外では脱りん率は９３％未満であった。そして、脱りん率が９３％以上となるＣａＯ／Ｏ比の範囲は溶銑中のＳｉ濃度によって変化し、溶銑中のＳｉ濃度が高いほど脱りん率が９３％以上となるＣａＯ／Ｏ比の範囲は広くなった。次に、この理由を説明する。
【００２９】
溶銑中のＳｉ濃度が０．０５質量％程度と、非常に低い場合には、火点において脱珪反応するＳｉの量が少なく、火点において生成するＳｉＯ2の量も少ない。しかし、溶銑中のＳｉ濃度が高くなると、火点において脱珪反応するＳｉの量が多くなり、火点において生成するＳｉＯ2の量も多くなる。
【００３０】
ＳｉＯ2は酸性酸化物であり、ＣａＯは塩基性酸化物であるため、これらは互いの反応親和力が強く、互いに溶け合いやすい。ただし、ＳｉＯ2を珪石として添加した場合には、珪石の融点が１６００℃以上であることから、生石灰などのＣａＯ含有物質との相互溶解速度が小さい。
【００３１】
一方、火点において生成したＳｉＯ2は、Ｓｉが酸化された際に発生する酸化熱によって、滓化した状態となっており、生石灰などのＣａＯ含有物質の溶解を促進させることができる。
【００３２】
そのため、溶銑中のＳｉ濃度が高いことにより、火点において生成するＳｉＯ2の量が多くなれば、それにともなって、火点に吹き付けられたＣａＯ含有粉体を滓化できる量も多くなる。
【００３３】
ただし、ＣａＯ含有粉体の吹き付け速度（単位時間当たりの吹き付け質量）を大きくして、ＣａＯ／Ｏ比を増加させすぎると、火点におけるＣａＯ含有粉体の滓化が追いつかなくなり、吹き付けたＣａＯ含有粉体を全て滓化することができなくなる。
【００３４】
以上のように、ランスを用いてＣａＯ含有粉体と気体酸素として純酸素を上吹きを行った場合には、火点において、最初にＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2溶融スラグが生成する。
【００３５】
ＣａＯ／Ｏ比が小さすぎる場合には、ＣａＯ含有粉体の吹き付け速度に対するＳｉＯ2の生成量が多くなるため、溶融スラグ中のＣａＯとＳｉＯ2の濃度比で表される溶融スラグの塩基度が低位となる。
【００３６】
溶融スラグの塩基度が低いと、脱りん反応に不利となり、すなわち脱りん反応が進行しにくくなり、火点における溶融スラグによる脱りん反応促進効果が小さくなる。そのため、火点において溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグによって脱りん反応を促進させるには、脱りん反応に適した塩基度の溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグを生成させることが重要である。
【００３７】
以上のことから、図１のグラフに示すように、溶銑中のＳｉ濃度に応じてＣａＯ／Ｏ比を最適な範囲に制御することにより、火点において脱りん処理に最適な溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグを生成できるため、高い脱りん率を得ることができる。
【００３８】
この脱りん反応に最適なＣａＯ／Ｏ比の範囲は、溶銑中のＳｉ濃度（［Ｓｉ］（質量％））を用いた以下の式で規定することができる。
０．５６＋０．５×［Ｓｉ］＜ＣａＯ／Ｏ＜０．５６＋１．５×［Ｓｉ］
【００３９】
本発明は、以上の知見に基づいてなされたものであり、その要旨は下記（１）および（２）に示す溶銑の脱りん方法にある。
【００４０】
（１）上底吹き転炉型精錬容器においてＣａＦ2含有物質を使用せずにＣａＯ含有粉体をランスから酸素含有ガスとともに上吹きして溶銑に対して脱りん処理する、溶銑の脱りん方法において、前記溶銑のＳｉ濃度が０．３質量％以上であり、前記ＣａＯ含有粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度と前記酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量の比を下記式で示す範囲内に調整することを特徴とする、溶銑の脱りん方法。
０．５６＋０．５×［Ｓｉ］＜ＣａＯ／Ｏ＜０．５６＋１．５×［Ｓｉ］
ここで、上式中の各記号は下記の諸量を意味する。
ＣａＯ：溶銑１トンあたりの、ＣａＯ含有物質粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度（ｋｇ／ｍｉｎ）
Ｏ：溶銑１トンあたりの、酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量（ｋｇ／ｍｉｎ）
［Ｓｉ］：処理前溶銑のＳｉ濃度（質量％）
【００４１】
（２）脱りん吹錬前または脱りん吹錬開始時にＡｌ2Ｏ3含有物質を添加し、脱りん吹錬処理後のスラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度を２．０質量％以上１０．０質量％未満とすることを特徴とする、前記（１）に記載の溶銑の脱りん方法。
【発明の効果】
【００４２】
従来の上底吹き転炉型精錬容器における溶銑の脱りん方法では、溶銑中のＳｉ濃度が高い場合には、高い脱りん率が得られなかった。
【００４３】
しかし、本発明の溶銑の脱りん方法によれば、溶銑中のＳｉ濃度に応じてＣａＯ／Ｏ比を最適な範囲に制御することにより、火点において脱りん処理に最適な溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグを生成できる。そのため、広範なＳｉ濃度の溶銑に対しても、ＣａＦ2含有物質を使用することなく、１回の処理工程で高い脱りん率を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】脱りん処理開始前の溶銑中のＳｉ濃度とＣａＯ／Ｏ比が、脱りん率に及ぼす影響を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
本発明の溶銑の脱りん方法は、上底吹き転炉型精錬容器においてＣａＦ2含有物質を使用せずにＣａＯ含有粉体をランスから酸素含有ガスとともに上吹きして溶銑に対して脱りん処理する、溶銑の脱りん方法において、前記溶銑のＳｉ濃度が０．３質量％以上であり、前記ＣａＯ含有粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度と前記酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量の比を上記式で示す範囲内に調整することを特徴とする、溶銑の脱りん方法である。本発明の溶銑の脱りん方法によれば、広範なＳｉ濃度の溶銑に対しても、ＣａＦ2含有物質を使用することなく、１回の処理工程で高い脱りん率を安定して得ることができる。
【００４６】
以下、本発明の溶銑の脱りん方法について説明する。溶銑中のＳｉ濃度に応じた、脱りん処理に最適なＣａＯ／Ｏ比の範囲については上述のとおりである。
【００４７】
１．Ｓｉ濃度が０．３質量％以上の溶銑に対して脱りん処理することについて
本発明の溶銑の脱りん方法では、ＣａＯ含有粉体と酸素含有ガスとが吹き付けられた溶銑表面の部分である火点において生成する溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグによって、脱りん反応を促進する。
【００４８】
そのため、Ｓｉ濃度が特に０．３質量％以上の溶銑に対して、本発明の溶銑の脱りん方法を適用することによって、火点における溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグの生成が活発となり、これを積極的に活用することで脱りん率を向上させることができる。
【００４９】
２．脱りん処理後のスラグの塩基度について
脱りん処理後のスラグの塩基度（ＣａＯ／ＳｉＯ2）は、２．０〜３．０程度が望ましい。溶銑の脱りん反応において、脱りん処理後のスラグの塩基度が高いほど、スラグの脱りん能が高くなる。
【００５０】
しかし、脱りん処理後のスラグの塩基度が３．０以上になると、脱りん処理に要するＣａＯ原単位が急増する。また、脱りん処理後のスラグの塩基度が２．０以下の場合には、スラグの脱りん能が低いために、脱りん吹錬後のリンス中に復りん反応が活発に生じてしまう。
【００５１】
以上の理由から、脱りん処理後のスラグの塩基度は２．０〜３．０程度が望ましい。
【００５２】
３．脱りん処理後のスラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度について
本発明の溶銑の脱りん方法によれば、特に火点における脱りん速度を向上させることができる。この方法において、溶銑の浴面上を覆っているスラグによる脱りん効率を向上させれば、さらに脱りん率を向上させることが可能である。
【００５３】
スラグによる脱りん効率を向上させるには、Ａｌ2Ｏ3含有物質を脱りん処理前、または脱りん処理開始時に溶銑の浴面上を覆っているスラグ中に添加し、脱りん処理後にスラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度を２．０質量％以上１０．０質量％未満とすればよい。ここで、Ａｌ2Ｏ3含有物質とは、Ａｌ2Ｏ3を５質量％以上含有する物質を意味する。
【００５４】
このようにＡｌ2Ｏ3含有物質を添加することにより、溶銑の浴面上に存在するスラグの滓化性が向上し、脱りん反応も活性化される。
【００５５】
スラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度が２質量％未満の場合には、浴面上のスラグの滓化性向上効果は乏しく、Ａｌ2Ｏ3含有物質の添加の効果は得られない。
【００５６】
一方、スラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度が１０質量％以上の場合には、Ａｌ2Ｏ3の添加によりスラグ中のＣａＯ濃度が低下するため、スラグの脱りん能が低下する。そのため、脱りん吹錬後のリンス中に復りん反応が活発に生じてしまう。
【００５７】
以上の理由から、Ａｌ2Ｏ3含有物質を脱りん処理前、または脱りん処理開始時に溶銑の浴面上を覆っているスラグ中に添加する場合の、脱りん処理後のスラグ中のＡｌ2Ｏ3の濃度は２．０質量％以上１０．０質量％未満が望ましい。
【実施例】
【００５８】
本発明の溶銑の脱りん方法の効果を確認するため、下記の脱りん処理試験を行うとともに、溶銑の脱りん率の評価を行った。
【００５９】
１．試験条件
成分組成がＣ：約４．５質量％、Ｓｉ：約０．３２〜０．８０質量％、Ｐ：約０．１０％であり、温度が１３２０℃である溶銑２トンを上底吹き転炉に装入し、その後、上吹きランスから純酸素と生石灰粉を共に溶銑に吹き付けた。
【００６０】
生石灰粉は、ＣａＯ濃度が約９７質量％のものを用いた。生石灰粉の粒径は１ｍｍ以下であった。上吹きランスから吹き付ける純酸素の流量（溶銑１トンあたりの送酸速度）は、脱りん処理中は２．０〜４．０Ｎｍ3／ｍｉｎ／ｔの範囲で一定とした。上吹きランスから吹き付ける純酸素と生石灰粉のＣａＯ／Ｏ比も、脱りん処理中は０．７２〜１．７８の範囲で一定とした。脱りん処理時間は、４．５〜１２分の範囲とした。
【００６１】
表１には試験番号１〜１７の試験について、脱りん処理前の溶銑のＳｉ濃度およびＰ濃度、溶銑１トンあたりの送酸速度、ＣａＯ／Ｏ比、溶銑１トンあたりの造塊スラグの添加量、ならびに脱りん処理時間を示す。
【００６２】
【表１】
【００６３】
試験番号１〜１１は本発明例であり、試験番号１２〜１７は比較例である。比較例は、脱りん処理前の溶銑中のＳｉ濃度に対するＣａＯ／Ｏ比が、本発明で規定する範囲を満たさなかった。
【００６４】
また、本発明例の一部の試験（試験番号７〜１１）では、上吹きランスから純酸素と生石灰粉を共に溶銑に吹き付ける前に、転炉内の溶銑上に、造塊スラグとしてＡｌ2Ｏ3含有物質を添加した。Ａｌ2Ｏ3含有物質としては、Ａｌ2Ｏ3を１７質量％、ＣａＯを４４質量％、ＳｉＯ2を９質量％含有する造塊スラグを用いた。
【００６５】
２．試験結果
表１に、試験条件と併せて、試験結果として脱りん処理後のスラグの塩基度（ＣａＯ質量％／ＳｉＯ2質量％）およびＡｌ2Ｏ3濃度、脱りん処理後の溶銑のＰ濃度、ならびに脱りん率を示した。脱りん率は、脱りん処理前の溶銑のＰ濃度をＡ、脱りん処理後のＰ濃度をＢとして、（１−Ｂ／Ａ）×１００として算出した。
【００６６】
本発明例では、いずれの試験においても安定して９３％以上の脱りん率を得ることができた。さらに本発明例のうち、造塊スラグを用いて、脱りん処理後のスラグ中のＡｌ2Ｏ3を２質量％以上１０質量％未満とした場合（試験番号７〜１０）には、安定して９５％以上の脱りん率を得ることができた。
【００６７】
一方、比較例では、脱りん処理前の溶銑中のＳｉ濃度に対するＣａＯ／Ｏ比が、本発明で規定する範囲を満たさなかったため、いずれの試験においても９３％以上の脱りん率を得ることができなかった。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の溶銑の脱りん方法によれば、溶銑中のＳｉ濃度に応じてＣａＯ／Ｏ比を最適な範囲に制御することにより、火点において脱りん処理に最適な溶融ＣａＯ−ＦｅＯ−ＳｉＯ2スラグを生成できるため、広範なＳｉ濃度の溶銑に対しても、ＣａＦ2含有物質を使用することなく、１回の処理工程で高い脱りん率を安定して得ることができる。
【００６９】
したがって、本発明の溶銑の脱りん方法は、ＣａＦ2含有物質を使用しない脱りん方法として広範に適用できる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上底吹き転炉型精錬容器においてＣａＦ2含有物質を使用せずにＣａＯ含有粉体をランスから酸素含有ガスとともに上吹きして溶銑に対して脱りん処理する、溶銑の脱りん方法において、
前記溶銑のＳｉ濃度が０．３質量％以上であり、
前記ＣａＯ含有粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度と前記酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量の比を下記式で示す範囲内に調整することを特徴とする、溶銑の脱りん方法。
０．５６＋０．５×［Ｓｉ］＜ＣａＯ／Ｏ＜０．５６＋１．５×［Ｓｉ］
ここで、上式中の各記号は下記の諸量を意味する。
ＣａＯ：溶銑１トンあたりの、ＣａＯ含有物質粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度（ｋｇ／ｍｉｎ）
Ｏ：溶銑１トンあたりの、酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量（ｋｇ／ｍｉｎ）
［Ｓｉ］：処理前溶銑のＳｉ濃度（質量％）
【請求項２】
脱りん吹錬前または脱りん吹錬開始時にＡｌ2Ｏ3含有物質を添加し、脱りん吹錬処理後のスラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度を２．０質量％以上１０．０質量％未満とすることを特徴とする、請求項１に記載の溶銑の脱りん方法。
【請求項１】
上底吹き転炉型精錬容器においてＣａＦ2含有物質を使用せずにＣａＯ含有粉体をランスから酸素含有ガスとともに上吹きして溶銑に対して脱りん処理する、溶銑の脱りん方法において、
前記溶銑のＳｉ濃度が０．３質量％以上であり、
前記ＣａＯ含有粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度と前記酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量の比を下記式で示す範囲内に調整することを特徴とする、溶銑の脱りん方法。
０．５６＋０．５×［Ｓｉ］＜ＣａＯ／Ｏ＜０．５６＋１．５×［Ｓｉ］
ここで、上式中の各記号は下記の諸量を意味する。
ＣａＯ：溶銑１トンあたりの、ＣａＯ含有物質粉体中の純ＣａＯとしての上吹き速度（ｋｇ／ｍｉｎ）
Ｏ：溶銑１トンあたりの、酸素含有ガス中の純酸素ガスとしての質量流量（ｋｇ／ｍｉｎ）
［Ｓｉ］：処理前溶銑のＳｉ濃度（質量％）
【請求項２】
脱りん吹錬前または脱りん吹錬開始時にＡｌ2Ｏ3含有物質を添加し、脱りん吹錬処理後のスラグ中のＡｌ2Ｏ3濃度を２．０質量％以上１０．０質量％未満とすることを特徴とする、請求項１に記載の溶銑の脱りん方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−１２２８６（Ｐ２０１１−１２２８６Ａ）
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５４５０７（Ｐ２００９−１５４５０７）
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月３０日（２００９．６．３０）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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